JP2005065045A - L2 switching device and control method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To evenly distribute multicast addresses to a user and to make a device to be proof against a DOS attack. <P>SOLUTION: A switching engine 32 delivers data which are multicast from a router 18 to one or more designated ports in ports 1 to 16. A CPU 36 monitors a message passing through the switching engine 32 and updates a transfer table 34 storing a corresponding relation between a data source and a data delivery destination port of the switching engine 32 based on the message. The CPU 36 controls the delivery destination port of the switching engine 32 by referring to the transfer table 34. The CPU 36 limits the data sources allocated to the respective ports of the switching engine 32 to a prescribed number, and refuses the update of the transfer table 34 to delivery requests exceeding a prescribed number. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、Ｌ２スイッチ装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an L2 switch device and a control method thereof.

ＩＰネットワークに代表されるデータネットワークでは、マルチキャストが、放送類似サービス又は放送に代替するサービスとして注目されている。類似技術としてビデオ・オン・デマンド（ＶｏＤ）があるが、マルチキャストは、ＶｏＤよりも帯域を消費しないという利点がある。例えば、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）を使用するＩＰマルチキャストが、特許文献１−５に記載されている。   In a data network typified by an IP network, multicast is attracting attention as a broadcast-like service or a service that replaces broadcast. A similar technology is video on demand (VoD), but multicast has the advantage that it consumes less bandwidth than VoD. For example, Patent Document 1-5 describes IP multicast using IGMP (Internet Group Management Protocol).

レイヤ２（ＯＳＩモデルのデータリンク層）のスイッチは、ＬＡＮスイッチ及びルータ等に組み込まれている。その弱点として、マルチキャスト通信時におけるマルチキャストフレームのフラディング（洪水）が知られている。   Layer 2 (OSI model data link layer) switches are incorporated in LAN switches and routers. As its weak point, flooding (flooding) of multicast frames during multicast communication is known.

レイヤ（Ｌ）２スイッチにおけるマルチキャストトラフィックのフラディングを最も効率的に抑制する手段の一つとして、ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）スヌーピングがある。ＩＧＭＰスヌーピングでは、ホストと上位ルータとの間のＩＧＭＰのやり取りをスヌーピングし、マルチキャストアドレスと転送先ポートを対応付ける転送テーブル（以下、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル）を随時、更新する。その更新は、エントリの追加と削除を含む。これにより、マルチキャストトラフィックの不要な転送を抑制する。   IGMP (Internet Group Management Protocol) snooping is one of the most efficient means of suppressing flooding of multicast traffic in a layer (L) 2 switch. In IGMP snooping, the exchange of IGMP between the host and the upper router is snooping, and a forwarding table (hereinafter referred to as IGMP snooping table) that associates a multicast address with a forwarding destination port is updated as needed. The update includes adding and deleting entries. This suppresses unnecessary forwarding of multicast traffic.

図３は、ＩＰマルチキャストシステムの従来例の概略構成図を示し、図４は、ＩＧＭＰによるマルチキャスト制御のフロー例を示す。   FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of a conventional example of an IP multicast system, and FIG. 4 shows an example of a flow of multicast control by IGMP.

マルチキャストサーバ１０は、例えば、ストリーミングサーバ１０ａ及びビデオサーバ１０ｂ等からなり、ＩＰマルチキャストネットワーク１２のルータ１４に接続する。サーバ１０からマルチキャストされるデータグラムは、マルチキャストネットワーク１２で複数のルータ１４，１６，１８を経由し、更にＬ２スイッチ２０を介して、ユーザ装置２２に到達する。一般に、１つのＬ２スイッチ２０には複数のユーザ装置２２が接続する。個々のユーザ装置２２は、具体的には、パーソナルコンピュータ又は映像データー受信用セットトップボックスからなる。個々のユーザ装置２２は更に、別のＬ２スイッチと、そのＬ２スイッチに接続するパーソナルコンピュータ及びセットトップボックスとからなることもありうる。   The multicast server 10 includes, for example, a streaming server 10a and a video server 10b, and is connected to the router 14 of the IP multicast network 12. A datagram multicast from the server 10 reaches the user device 22 via the plurality of routers 14, 16, and 18 in the multicast network 12 and further via the L2 switch 20. In general, a plurality of user devices 22 are connected to one L2 switch 20. Specifically, each user device 22 includes a personal computer or a set top box for receiving video data. Each user device 22 may further comprise another L2 switch and a personal computer and set top box connected to the L2 switch.

ルータ１４とルータ１６の間、及びルータ１６とルータ１８の間では、プロトコルＰＩＭ−ＳＭ（Protocol Independent Multicast-Sparse Mode）及びＰＩＭ−ＤＭ（Protocol Independent Multicast-Dense Mode）等のマルチキャストルーティングプロトコルが使用される。ルータ１４，１６，１８は、マルチキャスト・ルーティング・プロトコルをサポートするルータ、いわゆるマルチキャストルータである。ルータ１８とユーザ装置２２との間では、ＩＧＭＰが使用される。   Multicast routing protocols such as protocols PIM-SM (Protocol Independent Multicast-Sparse Mode) and PIM-DM (Protocol Independent Multicast-Dense Mode) are used between the routers 14 and 16 and between the routers 16 and 18. The The routers 14, 16, and 18 are routers that support a multicast routing protocol, so-called multicast routers. IGMP is used between the router 18 and the user device 22.

図４では、ユーザ装置２２として４台のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が例示されている。ルータ１８は、ＩＧＭＰ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｑｕｅｒｙ（ＧＱ）メッセージを使用し、１分間隔で各ＰＣ２２−１〜２２−４に受信状態（例えば、受信の有無）を問い合わせる（Ｓ１，Ｓ４）。   In FIG. 4, four personal computers (PCs) are illustrated as the user device 22. The router 18 uses the IGMP General Query (GQ) message and inquires of each PC 22-1 to 22-4 about the reception state (for example, presence or absence of reception) at intervals of 1 minute (S1, S4).

ＰＣ２２−１がｃｈ１の視聴要求を、ＩＧＭＰ Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｒｅｐｏｒｔ（ＭＲ）メッセージにより、ルータ１８に通知する（Ｓ２）。Ｌ２スイッチ２０は、このＭＲメッセージをスヌーピングして、内部のマルチキャストアドレスと転送先ポートを対応付ける転送テーブル（以下、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル）に登録する。ルータ１８は、参加希望（Ｓ２）に応じて、要請されたチャネル（ここではｃｈ１）のデータグラムをＬ２スイッチ２０に出力し、Ｌ２スイッチ２０は、ＩＧＭＰスヌーピングテーブルを参照して、そのデータグラムをＰＣ２２−１にのみ転送する（Ｓ３）。   The PC 22-1 notifies the router 18 of a ch1 viewing request by means of an IGMP Membership Report (MR) message (S2). The L2 switch 20 snoops this MR message and registers it in a forwarding table (hereinafter, IGMP snooping table) that associates an internal multicast address with a forwarding port. In response to the participation request (S2), the router 18 outputs a datagram of the requested channel (here, ch1) to the L2 switch 20, and the L2 switch 20 refers to the IGMP snooping table and converts the datagram. Transfer only to the PC 22-1 (S3).

ＰＣ２２−１は、ｃｈ１を視聴している場合、ルータ１８からの１分毎のＧＱによる問い合わせ（Ｓ４）に対し、試聴状態にあることを１０秒以内にＭＲで回答する（Ｓ５）。ルータ１８からの３回の問い合わせに対して配下の何れのＰＣ２２からも回答が無い場合、ネットワークの断又は、配下のＰＣの、視聴終了を通知しないままの電源オフの可能性が高いので、ルータ１８は、配下のＰＣ２２へのマルチキャストを停止する。   When viewing the ch1, the PC 22-1 responds to the inquiry (S4) by the GQ from the router 18 every minute that it is in the listening state by MR within 10 seconds (S5). If there is no response from any of the subordinate PCs 22 to the three inquiries from the router 18, there is a high possibility that the network will be disconnected or the power of the subordinate PCs will be turned off without notifying the end of viewing. 18 stops multicast to the subordinate PC 22.

ＰＣ２２−１は、ｃｈ１の視聴をやめる場合、ｃｈ１の視聴グループからの離脱を意味するＩＧＭＰ Ｌｅａｖｅメッセージをルータ１８に送信する（Ｓ６）。ルータ１８は、ＰＣ２２−１からのＩＧＭＰ Ｌｅａｖｅ Ｇｒｏｕｐメッセージ（Ｓ６）を受信すると即座に、ＩＧＭＰ Ｇｒｏｕｐ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｑｕｅｒｙ（ＧＳＱ）を各ＰＣ２２−１〜２２−４に送信する（Ｓ７）。ルータ１８は、ＩＧＭＰ Ｇｒｏｕｐ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｑｕｅｒｙメッセージを各ＰＣ２２−１〜２２−４に送信してから１秒後に、再度、同じ内容でＩＧＭＰ Ｇｒｏｕｐ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｑｕｅｒｙメッセージを各ＰＣ２２−１〜２２−４に送信する（Ｓ８）。 When the PC 22-1 stops viewing ch1, the PC 22-1 transmits an IGMP Leave message that means leaving the viewing group of ch1 to the router 18 (S6). As soon as the router 18 receives the IGMP Leave Group message (S6) from the PC 22-1, the router 18 transmits an IGMP Group-Specific Query (GSQ) to each PC 22-1 to 22-4 (S7). The router 18 transmits an IGMP Group-Specific Query message to the PCs 22-1 to 22-4 again with the same contents one second after transmitting the IGMP Group-Specific Query message to the PCs 22-1 to 22-4. (S8).

いずれの問い合わせに対しても、ＰＣ２２−１〜２２−４から１秒以内に視聴の確認メッセージが来なければ、ルータ１８は、Ｌ２スイッチ２０の配下のＰＣ２２−１〜２２−４への配送を停止する。Ｌ２スイッチ２０は、最初のＧＳＱから３秒以上の所定時間内に何れのＰＣ２２−１〜２２−４からもｃｈ１の視聴の確認メッセージが出されなければ、ＩＧＭＰスヌーピングテーブルからｃｈ１のエントリを削除する。   In response to any inquiry, if a viewing confirmation message does not come within 1 second from the PCs 22-1 to 22-4, the router 18 performs delivery to the PCs 22-1 to 22-4 under the L2 switch 20. Stop. The L2 switch 20 deletes the entry of ch1 from the IGMP snooping table if no confirmation message for viewing ch1 is issued from any of the PCs 22-1 to 22-4 within a predetermined time of 3 seconds or more from the first GSQ. .

ＩＧＭＰを用いたＩＰマルチキャストネットワークでは、ホストがＩＧＭＰ Ｌｅａｖｅ Ｇｒｏｕｐメッセージを送出してから、上位ルータがマルチキャストトラフィックの転送を中止するまでには、プロトコルのデフォルト設定上、２秒以上の時間が必要となる。そのため、Ｌ２スイッチでのＩＧＭＰスヌーピングテーブルの更新時間を、それ以上の３秒以上に設定するのが一般的となっている。   In an IP multicast network using IGMP, it takes 2 seconds or more from the default setting of the protocol until the upper router stops forwarding multicast traffic after the host sends an IGMP Leave Group message. . Therefore, it is common to set the update time of the IGMP snooping table at the L2 switch to 3 seconds or longer.

また、ＩＧＭＰスヌーピングテーブルに登録可能なマルチキャストアドレス数は有限であり、各ポートに繋がるユーザがそのテーブルを共有する。従って、使用されていない不要なアドレスは、できるだけ早く削除する必要がある。
特表２００１−５２１７１６公報 特開２０００−１２５２７７公報 特開２０００−１３４２０８公報 特開２００２−４４１３２公報 特開２００２−６４５５８公報 Further, the number of multicast addresses that can be registered in the IGMP snooping table is limited, and users connected to each port share the table. Therefore, it is necessary to delete unnecessary addresses that are not used as soon as possible.
Special table 2001-521716 gazette JP 2000-125277 A JP 2000-134208 A JP 2002-44132 A JP 2002-64558 A

マルチキャストの場合、テーブル更新時間内に複数回のチャネル切り替えが発生しうる。例えば、視聴チャネルを高速に、例えば循環的に、切り替えることがありうる。テレビ放送の場合のいわゆるザッピング（Ｚａｐｐｉｎｇ）に相当する。   In the case of multicast, channel switching can occur multiple times within the table update time. For example, the viewing channel can be switched at high speed, for example, cyclically. This corresponds to so-called zapping in the case of television broadcasting.

ＩＧＭＰスヌーピングテーブルの随時更新のみでマルチキャストトラフィックを制御する従来方式で、テーブル更新時間内に複数回のチャネル切り替えが発生すると、以下のような問題が発生する。即ち、   In the conventional method in which multicast traffic is controlled only by the occasional update of the IGMP snooping table, the following problems occur when channel switching occurs a plurality of times within the table update time. That is,

第１に、ＩＧＭＰスヌーピングテーブルの更新時間内に切り替えられたチャネル数分のマルチキャストアドレスがＩＧＭＰスヌーピングテーブルにエントリされ、有限なＩＧＭＰスヌーピングテーブルが消費される。   First, multicast addresses for the number of channels switched within the update time of the IGMP snooping table are entered in the IGMP snooping table, and a finite IGMP snooping table is consumed.

第２に、悪意を持ったユーザがＩＧＭＰスヌーピングテーブルの更新時間内にＩＧＭＰフレームを連続的に流すと、ＩＧＭＰスヌーピングテーブルが溢れ、その結果として、他ユーザへのマルチキャストトラフィックの転送が妨害される。いわゆる、サービス拒否攻撃（DoS:Denial of Service）が可能である。   Second, if a malicious user continuously flows IGMP frames within the update time of the IGMP snooping table, the IGMP snooping table overflows, and as a result, forwarding of multicast traffic to other users is hindered. A so-called denial of service (DoS) attack is possible.

第３に、ザッピングによりエントリされたアドレスのマルチキャストトラフィックが全て転送されることにより、Ｌ２スイッチの上位機器に接続されるトランク回線の帯域が浪費される。トランク回線の帯域幅以上のマルチキャストトラフィックの転送要求があった場合、トランク回線の輻輳により、どのポートへのトラフィックも、悪影響を受ける。   Third, since all the multicast traffic of the address entered by zapping is transferred, the bandwidth of the trunk line connected to the host device of the L2 switch is wasted. When there is a request for forwarding multicast traffic that exceeds the bandwidth of the trunk line, traffic to any port is adversely affected by congestion of the trunk line.

第４に、ＩＧＭＰスヌーピングテーブルへのエントリの追加及び更新が共に不可能になることにより、新たなユーザがマルチキャストを受信できなくなる。換言すると、既存ユーザ（ポート）のみが、有限なマルチキャストアドレスを使用できる状態になり、ポート（ユーザ）間の公平性が失われる。   Fourth, the addition and update of entries to the IGMP snooping table become impossible, and new users cannot receive multicast. In other words, only existing users (ports) can use a finite multicast address, and fairness among ports (users) is lost.

本発明は、このような不都合を解消し、安定なマルチキャストサービスを実現可能なレイヤ２スイッチ装置及びその制御方法を提示することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a layer 2 switch device and a control method therefor that can solve such problems and can realize a stable multicast service.

本発明はまた、マルチキャストフレームのフラッディング及びＤｏＳ攻撃に強いＬ２スイッチ装置及びその制御方法を提示することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide an L2 switching device that is resistant to multicast frame flooding and DoS attacks, and a control method thereof.

本発明に係るＬ２スイッチ装置は、マルチキャストネットワークとユーザ装置との間に配置されるＬ２スイッチ装置であって、当該マルチキャストネットワークからのマルチキャストされたデータを１又は２以上のポートに配送可能なスイッチングエンジンと、データソースと当該スイッチングエンジンのデータ配送先ポートとの対応関係を記憶する転送テーブルと、当該スイッチングエンジンを通過する所定メッセージに従い当該転送テーブルを更新すると共に、当該転送テーブルを参照して、当該スイッチングエンジンの配送を制御するスイッチ制御回路とを具備する。当該スイッチ制御回路は、当該スイッチングエンジンの各ポートに割り当てるデータソースを所定数に制限し、当該所定数を超える配送要求に対して当該転送テーブルの更新を拒否する。   An L2 switching device according to the present invention is an L2 switching device arranged between a multicast network and a user device, and is a switching engine that can deliver multicast data from the multicast network to one or more ports. And a transfer table that stores the correspondence between the data source and the data delivery destination port of the switching engine, and updates the transfer table according to a predetermined message that passes through the switching engine, and refers to the transfer table, A switch control circuit for controlling delivery of the switching engine. The switch control circuit limits the number of data sources allocated to each port of the switching engine to a predetermined number, and rejects updating of the transfer table for delivery requests exceeding the predetermined number.

本発明に係るＬ２スイッチ装置の制御方法は、マルチキャストネットワークとユーザ装置との間に配置されるＬ２スイッチ装置を制御する方法であって、当該Ｌ２スイッチ装置のスイッチングエンジンを通過する所定メッセージに従い、当該マルチキャストネットワークからマルチキャストされるデータのデータソースと当該スイッチングエンジンによるデータ配送先ポートとの対応関係を記憶する転送テーブルを更新し、当該転送テーブルを参照して、当該スイッチングエンジンの配送を制御し、当該転送テーブル上でスイッチングエンジンの各ポートに割り当てるデータソースを所定数に制限し、当該所定数を超える配送要求に対して当該転送テーブルの更新を拒否することを特徴とする。   A control method for an L2 switch device according to the present invention is a method for controlling an L2 switch device arranged between a multicast network and a user device, and according to a predetermined message passing through a switching engine of the L2 switch device, Update the forwarding table that stores the correspondence between the data source of the data multicast from the multicast network and the data delivery destination port by the switching engine, refer to the forwarding table, control the delivery of the switching engine, The number of data sources assigned to each port of the switching engine on the forwarding table is limited to a predetermined number, and updating of the forwarding table is rejected for a delivery request exceeding the predetermined number.

本発明によれば、スイッチングエンジンの各ポートに対して割り当て可能なデータソース数を制限することにより、マルチキャストアドレスをユーザに公平に分配することができる。また、特定ユーザによるＤｏＳ攻撃を防止できる。   According to the present invention, by limiting the number of data sources that can be allocated to each port of the switching engine, it is possible to distribute multicast addresses fairly to users. In addition, a DoS attack by a specific user can be prevented.

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施例であるＬ（レイヤ）２スイッチの概略構成ブロック図を示し、図２は、図１に示すＬ２スイッチが使用するＩＧＭＰスヌーピング転送テーブルの一例を示す。図１に示すＬ２スイッチ３０は、図３に示すシステムのＬ２スイッチ２０に相当する位置に配置される。   FIG. 1 shows a schematic block diagram of an L (layer) 2 switch according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an example of an IGMP snooping forwarding table used by the L2 switch shown in FIG. The L2 switch 30 shown in FIG. 1 is arranged at a position corresponding to the L2 switch 20 of the system shown in FIG.

Ｌ２スイッチ３０は、実際にＭＡＣフレームを入出力ポート間に配送するスイッチングエンジン３２と、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４と、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４を更新し、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４の内容に従ってスイッチングエンジンを制御するＣＰＵ（又はスイッチ制御回路）３６からなる。   The L2 switch 30 updates the switching engine 32 that actually delivers the MAC frame between the input and output ports, the IGMP snooping table 34, and the IGMP snooping table 34, and controls the switching engine according to the contents of the IGMP snooping table 34 ( (Or switch control circuit) 36.

スイッチングエンジン３２は、ルータ１８とユーザ装置（ｈｏｓｔ１〜ｈｏｓｔ１６）との間でやり取りされるＩＧＭＰをモニタし、ポート０からＣＰＵ３６に通知する。ＣＰＵ３６は、スイッチングエンジン３２のスヌーピング結果により、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４を更新する。   The switching engine 32 monitors IGMP exchanged between the router 18 and user devices (host 1 to host 16), and notifies the CPU 36 of the port 0. The CPU 36 updates the IGMP snooping table 34 with the snooping result of the switching engine 32.

ＣＰＵ３６は、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４を次のように使用し、管理する。   The CPU 36 uses and manages the IGMP snooping table 34 as follows.

第１に、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４のエントリできるアドレス数を制限し、予め設定した最大エントリ数を超える新規なアドレスのエントリを拒否する。例えば、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４に６４個のエントリが用意されている場合でも、上流側の回線容量に応じて、６０個までのエントリを受付可能に設定する。例えば、トランク回線が１００Ｍｂｐｓの場合、１５人がそれぞれ異なるチャネルの７Ｍｂｐｓのデータグラムを受信しようとすると、トランク回線が輻輳してしまう。このような場合には、最大エントリ数を１０に制限すれば良い。また、放送を含めたマルチキャストサービスを行う場合、静的アドレスのエントリのみとし、その数を１０以下とすることでトランク回路の輻輳を回避することも可能である。   First, the number of addresses that can be entered in the IGMP snooping table 34 is limited, and entries of new addresses exceeding the preset maximum number of entries are rejected. For example, even when 64 entries are prepared in the IGMP snooping table 34, up to 60 entries are set to be acceptable according to the upstream line capacity. For example, when the trunk line is 100 Mbps, if 15 people try to receive 7 Mbps datagrams of different channels, the trunk line becomes congested. In such a case, the maximum number of entries may be limited to 10. Further, when performing a multicast service including broadcasting, it is possible to avoid congestion of the trunk circuit by using only static address entries and limiting the number to 10 or less.

残るエントリは、そのまま使用しなくてもよいが、例えば、予備エントリとして、より優先する用途（例えば、天災、大事故及び地域的に緊急に放送すべき事象等）でのマルチキャストに確保してもよい。マルチキャストサーバ又は管理端末からの制御信号に従い、ＣＰＵ３６は、その優先マルチキャストのアドレスをＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４の予備エントリに追加する。   The remaining entries do not have to be used as they are, but may be reserved as multicast entries for use in priority applications (for example, natural disasters, major accidents and events that should be broadcast urgently in the region), for example. Good. In accordance with a control signal from the multicast server or the management terminal, the CPU 36 adds the priority multicast address to the spare entry in the IGMP snooping table 34.

第２に、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４では、図２に例示するように、マルチキャストのソースアドレスがエントリされ、各エントリには、Ｌ２スイッチ３０に接続する各ホスト（ポート１〜１６）に対して転送のオン／オフを示すフラグを設定できる。図２の「×」は、その行のソースアドレスからのデータグラムを、そのコラムのポートに配送することを意味する。ソースアドレスと配送先のポート番号を１対１で対応付けるテーブル形式に比べ、エントリ数の増加を抑制でき、エントリ数の管理が容易になる。また、同じチャネルの受信ホストの有無の管理も容易になる。   Second, in the IGMP snooping table 34, as illustrated in FIG. 2, a multicast source address is entered, and each entry is forwarded to each host (ports 1 to 16) connected to the L2 switch 30. A flag indicating ON / OFF can be set. The “x” in FIG. 2 means that the datagram from the source address of the row is delivered to the port of the column. Compared to the table format in which the source address and the port number of the delivery destination are associated one-to-one, the increase in the number of entries can be suppressed, and the management of the number of entries becomes easy. In addition, it becomes easy to manage whether or not there is a receiving host of the same channel.

第３に、ＣＰＵ３６は、エントリを拒否した新規アドレスのフレーム又はデータグラムを、ブロードキャストすること無しに破棄する。即ち、Ｌ２スイッチ３０は、ＩＧＭＰスヌーピングテーブルにエントリされていないマルチキャストアドレスのフレーム又はデータグラムを、ブロードキャストすること無しに破棄する。これにより、ネットワーク帯域、特に、Ｌ２スイッチ３０とユーザ装置との間のネットワーク帯域を無駄に消費することを防げる。   Thirdly, the CPU 36 discards the frame or datagram of the new address whose entry has been rejected without broadcasting. That is, the L2 switch 30 discards the frame or datagram of the multicast address that is not entered in the IGMP snooping table without broadcasting. Thereby, it is possible to prevent wasteful consumption of the network bandwidth, particularly the network bandwidth between the L2 switch 30 and the user apparatus.

第４に、ＣＰＵ３６は、スイッチングエンジン３２の各入出力ポート１〜１６に対し、エントリ可能なマルチキャストトラフィックのアドレス数を一定値（図２に示す例では、３つ）に制限する。この設定値を超える要求（ＩＧＭＰ Ｊｏｉｎメッセージ）があっても、ＣＰＵ３６は、その要求を拒否する。例えば、図２に示す例では、ポート９のホストは、既に３つのチャネルを受信している。最大数が３に設定されている場合、更なるチャネルの受信は受け付けられない。例えば、ポート９に接続するユーザ装置が、既にテーブル３４にエントリされているアドレス２２４．１．３．１６からのマルチキャストデータの受信を希望しても、ＣＰＵ３６は、テーブル３４上の該当する位置にフラグを立てない。   Fourthly, the CPU 36 limits the number of multicast traffic addresses that can be entered to the input / output ports 1 to 16 of the switching engine 32 to a certain value (three in the example shown in FIG. 2). Even if there is a request (IGMP Join message) exceeding this set value, the CPU 36 rejects the request. For example, in the example shown in FIG. 2, the host of port 9 has already received three channels. If the maximum number is set to 3, further channel reception is not accepted. For example, even if the user device connected to the port 9 desires to receive multicast data from the address 224.1.3.16 that has already been entered in the table 34, the CPU 36 will move to the corresponding position on the table 34. Don't flag.

このような視聴チャネル数の制限により、マルチキャストアドレスをユーザに公平に分配できる。例えば、ＣＭ中に視聴チャネルを短時間で変更する、いわゆるザッピングにより、ＩＧＭＰスヌーピングテーブル３４のエントリが急速に消費される。これは、他のユーザの視聴機会を奪うことになる。例えば、ザッピングによるアドレスエントリ数が１０アドレス／秒であり、３人のユーザがザッピングを行い、その結果、全て異なるアドレスが新たにテーブル３４にエントリされたとすると、３人のザッピングにより９０個のアドレスのエントリが必要になる。各ポートで登録可能なアドレス数を制限、例えば、３個に制限すると、これらのザッピングによっても、最大で９アドレスの追加に留まり、テーブル３４の消費を防止できる。これはまた、特定ユーザによるＤｏＳ（Deny of Services）攻撃に対しても有効になる。   By limiting the number of viewing channels as described above, multicast addresses can be distributed fairly to users. For example, an entry in the IGMP snooping table 34 is rapidly consumed by so-called zapping in which the viewing channel is changed in a short time during CM. This deprives other users of viewing opportunities. For example, if the number of address entries by zapping is 10 addresses / second and three users perform zapping, and as a result, all different addresses are newly entered in the table 34, 90 addresses are obtained by zapping of three persons. Entry is required. If the number of addresses that can be registered at each port is limited, for example, limited to three, even by these zappings, a maximum of nine addresses can be added and consumption of the table 34 can be prevented. This is also effective against DoS (Deny of Services) attacks by specific users.

また、Ｌ２スイッチ３０の配下で各ユーザは、更にＬ２スイッチを配置できる。エントリの方法及びエントリできるアドレス数に何の制約もなければ、ＦＩＦＯ（First-In First-Out）原則の下で、１人又は少数のユーザが、利用可能な全マルチキャストアドレスを独占することが可能となる。上述のように、各ポートで受信可能なアドレス数を制限することで、このような独占を防止できる。ＣＰＵ３６は、各ポートについて、最大アドレス数を超えたアドレスの追加を拒否する。   Each user can further arrange an L2 switch under the L2 switch 30. If there are no restrictions on the entry method and the number of addresses that can be entered, one or a few users can monopolize all available multicast addresses under the first-in first-out (FIFO) principle. It becomes. As described above, such a monopoly can be prevented by limiting the number of addresses that can be received by each port. The CPU 36 refuses to add an address exceeding the maximum number of addresses for each port.

本発明の一実施例であるＬ（レイヤ）２スイッチの概略構成ブロック図である。It is a schematic block diagram of an L (layer) 2 switch that is an embodiment of the present invention. ＩＧＭＰスヌーピング転送テーブル３４の一例を示す。An example of the IGMP snooping forwarding table 34 is shown. ＩＰマルチキャストシステムの従来例の概略構成図を示す。The schematic block diagram of the prior art example of an IP multicast system is shown. ＩＧＭＰによるマルチキャスト制御のフロー例を示す。An example of a flow of multicast control by IGMP is shown.

符号の説明Explanation of symbols

１０：マルチキャストサーバ
１０ａ：ストリーミングサーバ
１０ｂ：ビデオサーバ
１２：ＩＰマルチキャストネットワーク
１４，１６，１８：マルチキャストルータ
２０：Ｌ２スイッチ
３０：Ｌ２スイッチ
３２：スイッチングエンジン
３４：ＩＧＭＰスヌーピング転送テーブル
３６：ＣＰＵ（スイッチ制御回路） 10: multicast server 10a: streaming server 10b: video server 12: IP multicast network 14, 16, 18: multicast router 20: L2 switch 30: L2 switch 32: switching engine 34: IGMP snooping forwarding table 36: CPU (switch control circuit) )

Claims (6)

マルチキャストネットワーク（１８）とユーザ装置（２２）との間に配置されるＬ２スイッチ装置であって、
当該マルチキャストネットワーク（１８）からのマルチキャストされたデータを１又は２以上のポートに配送可能なスイッチングエンジン（３２）と、
データソースと当該スイッチングエンジン（３２）のデータ配送先ポートとの対応関係を記憶する転送テーブル（３４）と、
当該スイッチングエンジン（３２）を通過する所定メッセージに従い当該転送テーブル（３４）を更新すると共に、当該転送テーブルを参照して、当該スイッチングエンジン（３２）の配送を制御するスイッチ制御回路（３６）
とを具備し、当該スイッチ制御回路（３６）は、当該スイッチングエンジンの各ポートに割り当てるデータソースを所定数に制限し、当該所定数を超える配送要求に対して当該転送テーブル（３４）の更新を拒否することを特徴とするＬ２スイッチ装置。 An L2 switching device arranged between a multicast network (18) and a user device (22),
A switching engine (32) capable of delivering multicast data from the multicast network (18) to one or more ports;
A transfer table (34) for storing the correspondence between the data source and the data delivery destination port of the switching engine (32);
A switch control circuit (36) that updates the forwarding table (34) according to a predetermined message passing through the switching engine (32) and controls delivery of the switching engine (32) with reference to the forwarding table.
The switch control circuit (36) restricts the data source allocated to each port of the switching engine to a predetermined number, and updates the forwarding table (34) in response to a delivery request exceeding the predetermined number. An L2 switch device characterized by rejecting. 当該転送テーブル（３４）の最大エントリ数が変更自在である請求項１に記載のＬ２スイッチ装置。   The L2 switch device according to claim 1, wherein the maximum number of entries of the transfer table (34) is changeable. 当該転送テーブル（３４）が、各データソースに対して、当該スイッチングエンジンのユーザ装置に接続可能な全ポートへの配送の有無を記憶する請求項１に記載のＬ２スイッチ装置。   The L2 switching device according to claim 1, wherein the forwarding table (34) stores, for each data source, whether or not delivery is made to all ports connectable to the user device of the switching engine. マルチキャストネットワーク（１８）とユーザ装置（２２）との間に配置されるＬ２スイッチ装置を制御する方法であって、
当該Ｌ２スイッチ装置のスイッチングエンジン（３２）を通過する所定メッセージに従い、当該マルチキャストネットワーク（１８）からマルチキャストされるデータのデータソースと当該スイッチングエンジン（３２）によるデータ配送先ポートとの対応関係を記憶する転送テーブル（３４）を更新し、
当該転送テーブル（３４）を参照して、当該スイッチングエンジン（３２）の配送を制御し、
当該転送テーブル上でスイッチングエンジン（３２）の各ポートに割り当てるデータソースを所定数に制限し、当該所定数を超える配送要求に対して当該転送テーブル（３４）の更新を拒否する
ことを特徴とするＬ２スイッチ装置の制御方法。 A method for controlling an L2 switching device arranged between a multicast network (18) and a user device (22),
According to a predetermined message passing through the switching engine (32) of the L2 switching device, the correspondence relationship between the data source of the data multicast from the multicast network (18) and the data delivery destination port by the switching engine (32) is stored. Update the forwarding table (34)
With reference to the transfer table (34), the delivery of the switching engine (32) is controlled,
The number of data sources allocated to each port of the switching engine (32) on the forwarding table is limited to a predetermined number, and updating of the forwarding table (34) is rejected for a delivery request exceeding the predetermined number. Control method of L2 switch device. 当該マルチキャストネットワーク（１８）の所定箇所の帯域に応じて、当該転送テーブル（３４）の最大エントリ数を変更することを特徴とする請求項４に記載のＬ２スイッチ装置の制御方法。   The method for controlling an L2 switching device according to claim 4, wherein the maximum number of entries in the forwarding table (34) is changed according to a bandwidth at a predetermined location of the multicast network (18). 当該転送テーブル（３４）が、１つのデータソースに対して、当該スイッチングエンジンのユーザ装置に接続可能な全ポートへの配送の有無を記憶する請求項４に記載のＬ２スイッチ装置の制御方法。   The method of controlling an L2 switching device according to claim 4, wherein the forwarding table (34) stores the presence / absence of delivery to all ports connectable to the user device of the switching engine for one data source.
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